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El circuito de corrección del factor de potencia (PFC) y el circuito inversor en el rectificador de telecomunicaciones y la unidad de fuente de alimentación (PSU) del servidor deben detectar la señal de corriente en el lado de alto voltaje al controlador en el lado de bajo voltaje, por lo que una corriente aislada se utiliza un sensor. Hay muchas formas de implementar la detección de corriente aislada, como transformadores de corriente (CT), amplificadores de aislamiento y sensores de corriente de efecto Hall. Entre ellos, el sensor de corriente de efecto Hall se ha convertido en una opción ideal debido a su simplicidad, precisión, tamaño pequeño y capacidad de detección de CC.
El transformador de corriente se basa en el principio del transformador para muestrear la corriente, y el CT se puede usar para detectar la corriente de encendido del MOSFET o IGBT. La rápida velocidad de respuesta de CT lo hace muy adecuado para el control de picos de corriente y el control de protección contra sobrecorriente. Sin embargo, el TC basado en el principio del acoplamiento del transformador no puede detectar corrientes de CC o de muy baja frecuencia, por lo que no puede detectar directamente corrientes de CA de frecuencia industrial, o perder precisión de medición debido al método indirecto de detectar solo la corriente encendida (no apagada). -Actual). Además, debido a que el CT necesita usar un núcleo de ferrita, es difícil hacerlo pequeño, y un CT más grande aumentará el bucle del interruptor de alimentación, lo que dará como resultado picos de voltaje más altos e interferencia de ruido.
El sensor de corriente de efecto Hall es una opción más precisa y más pequeña. Puede funcionar en condiciones de CC y puede medir la corriente CA total, incluido el encendido y el apagado, con buena linealidad y precisión. Al mismo tiempo, el volumen del sensor de corriente de efecto Hall se puede empaquetar como SOIC-8, y el mismo IC integrado tiene el mismo tamaño, lo que facilita el diseño de la PCB y ayuda a lograr una mayor densidad de potencia.
La Tabla 1 compara el sensor de corriente de efecto Hall y el transformador de corriente.
Cuando se aplica un sensor de corriente de efecto Hall a una fuente de alimentación de telecomunicaciones o a una PSU de servidor, es necesario evaluar el rango de detección de corriente, la capacidad de soportar corriente continua, la velocidad de respuesta (/ancho de banda) y el nivel de aislamiento de voltaje. En algunos casos, es posible que la fuente de alimentación de telecomunicaciones o la fuente de alimentación del servidor también deban informar la potencia operativa actual a la computadora host. En este momento, un sensor de corriente Hall de alta precisión (como el TMCS1100 de TI) puede ayudar al sistema a lograr una precisión de detección de corriente de ≥1%.
La figura 1 muestra el circuito de aplicación típico del sensor de corriente de efecto Hall cuando se utiliza una fuente de alimentación de 3.3 V y 5 V respectivamente. En comparación con el uso de una fuente de alimentación de 3.3 V, el uso de una fuente de alimentación de 5 V puede ampliar el rango de detección de corriente del sensor Hall. Tome TMCS1100A1 como ejemplo, la sensibilidad del sensor Hall es de 50 mV/A: si usa una fuente de alimentación de 3.3 V, el rango de detección actual es de -33 A~+33 A (bidireccional); cuando se utiliza una fuente de alimentación de 5.0 V, el rango de detección de corriente se puede ampliar a -50 A ~ + 50 A. Además, debe tenerse en cuenta en el diseño que, además del rango de detección de corriente, también debe tenerse en cuenta la tolerancia de corriente continua del sensor. Cuando la tolerancia actual es insuficiente, se puede optimizar mejorando la disipación de calor del sensor.
Figura 1: Aplicaciones comunes de los sensores de corriente de efecto Hall: Sensores de corriente de efecto Hall con fuente de alimentación de 3.3 V (a); Sensores de corriente de efecto Hall con alimentación de 5 V (b)
En el diseño de la placa de circuito que utiliza el sensor de corriente de efecto Hall, se debe prestar atención a los siguientes factores:
l Disipación de calor: intente aumentar el área de cobre del cable de corriente principal, lo que puede mejorar la capacidad de disipación de calor del sensor de corriente Hall, lo que aumenta la tolerancia máxima de corriente promedio del sensor. Además, también puede usar una placa de circuito impreso de lámina de cobre más gruesa, o colocar algunas vías de disipación de calor en la pista principal, o colocar el sensor de corriente Hall y la pista de PCB en el conducto de aire, lo que puede mejorar la resistencia de corriente promedio del sensor de corriente Hall. . Capacidad.
l Campo magnético de corriente del lado primario: durante el diseño, trate de evitar trazas de alta corriente cerca del sensor de corriente Hall.
l Requisitos de aislamiento: tenga en cuenta la distancia de fuga y el espacio libre eléctrico del sistema general. Cuando el sensor de corriente Hall no puede cumplir con la distancia de fuga de PCB requerida, se pueden cortar ranuras en la placa de circuito para lograr los requisitos de aislamiento a nivel del sistema.
En resumen, CT es más adecuado para el control de picos de corriente y la protección contra sobrecorriente en rectificadores de telecomunicaciones y PSU de servidores, pero es más grande y menos preciso. El sensor de corriente de efecto Hall es de tamaño pequeño, alta precisión, simple y conveniente de usar, y es más adecuado para detectar corriente de línea de CA. Espero que el uso del sensor de corriente Hall presentado en este artículo sea útil para todos.[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row]
